КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ Первым делом я обнаружил, что объем литературы по квантовой теории огромен, и для не-математика большая его часть непостижима. Физики, пытающиеся объяснить квантовую теорию обычным языком, отмечают, что пытаться обсуждать ее в не-математических понятиях

17.2.3. Квантовая гравитация / квантовая космология

17.2.3. Квантовая гравитация / квантовая космология Последние исследования в области квантовой космологии включают в себя модель Хартла / Хокинга , инстантон Тьюрока / Хокинга, сценарии «до Большого взрыва», брейнкосмологию и т. д. Хотя эти сценарии совершенно различны,

Программа курса

1. Введение. Предмет квантовой радиофизики. История развития квантовой радиофизики (квантовой электроники).

2. Спонтанные и индуцированные переходы. Вероятности переходов. Коэффициенты Эйнштейна и их вычисление. Термодинамический подход. Полуклассический вывод, матричный элемент оператора перехода

3. Ширина и форма спектральной линии, виды уширения.

4. Поглощение, усиление, сечение вынужденного перехода, активная среда. Квантовый усилитель и генератор, пороговое условие возбуждения генерации. Двух-, трех- и четырехуровневые схемы лазерных сред. Методы накачки.

5. Открытые резонаторы лазеров. Потери. Моды. Селекция мод. Устойчивость резонаторов. Гауссовы пучки.

6. Непрерывная и импульсная лазерная генерация. Модуляция добротности. Синхронизация мод. Компрессия импульсов.

7. Квантовые усилители и генераторы оптического и радиодиапазона. Основные типы и разновидности, устройство, принцип действия, характеристики излучения.

8. Нелинейное взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Генерация гармоник излучения. Параметрические процессы. Вынужденное рассеяние. Многофотонные процессы.

9. Лазерная спектроскопия.

10. Применение приборов квантовой радиофизики.

Литература

Основная

1. Карлов Н. В. Лекции по квантовой электронике / Н. В. Карлов. – М. : Наука, 1983.

2. Звелто О. Принципы лазеров / О. Звелто. – Изд. 3-е. – М. : Мир, 1990.

3. Пихтин А. Н. Оптическая и квантовая электроника: учебник для вузов / А. Н. Пихтин. – М. : Высш. шк., 2001.

Дополнительная

1. Файн В. М . Квантовая радиофизика / В. М. Файн, Я. И. Ханин. – М. : Сов. радио, 1965.

2. Бирнбаум Дж . Оптические квантовые генераторы / Дж. Бирнбаум. – М. : Сов. радио, 1967.

3. Микаэлян А. Л .Оптические генераторы на твердом теле / А. Л. Микаэлян, М. Л. Тер-Микаэлян, Ю. Г.Турков. – М. : Сов. радио, 1967.

4. Пантел Р. Основы квантовой электроники / Р. Пантел,
Г. Путхоф. – М. : Мир, 1972.

5. Страховский Г. М. Основы квантовой электроники /
Г. М. Страховский, А. В. Успенский. – М. : Высш. шк., 1989.

6. Ярив А. Квантовая электроника / А. Ярив. – М. : Сов. радио, 1980.

7. Качмарек Ф. Введение в физику лазеров / Ф. Качмарек. – М. : Мир, 1981.

8. Колпаков В. В . Квантовая радиофизика / В. В. Колпаков. – Томск: Изд. ТГУ, 1984.

9. Грибковский В. П. Полупроводниковые лазеры / В. П. Грибковский. – Минск: Университетское, 1988.

10. Яровой П. Н. Введение в физику лазеров: учеб. пособие / П. Н. Яровой. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1990.

11. Ахманов С. А . Физическая оптика: учебник / С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин. – 2-е изд. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 2004.

12. Скалли М. О . Квантовая оптика: пер. с англ. / М. О. Скалли, М. С. Зубайри; под ред. В. В. Самарцева. – М. : Физматлит, 2003.

13. Дмитриев В. Г. Прикладная нелинейная оптика / В. Г. Дмитриев, Л. В. Тарасов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Физматлит, 2004.

Заведующий кафедрой: д.ф.-м.н. Владимир Сергеевич Лебедев.

О кафедре

Кафедра квантовой радиофизики базируется в Физическом институте им. П.Н. Лебедева Российской Академии Наук (ФИАН). Директором института является член корреспондент РАН Николай Николаевич Колачевский (выпускник кафедры). Кафедра была создана одновременно с Физтехом (год образования института – 1946) по инициативе Президента АН СССР академика С.И. Вавилова, возглавлявшего в те годы ФИАН. Её основателем и первым руководителем был выдающийся ученый академик Г.С. Ландсберг – заведующий Оптической лабораторией Физического института.

ФИАН является одним из крупнейших научно-исследовательских центров России. Спектр его научных тематик охватывает практически все основные направления физики. История Физического института отмечена выдающимися научными открытиями, такими как эффект Вавилова-Черенкова, принцип автофазировки, научные основы управляемого термоядерного синтеза и создание термоядерного оружия, создание квантовых генераторов (мазеров и лазеров). Вклад сотрудников ФИАН в развитие науки признан во всем мире и отмечен престижными международными и отечественными премиями. Известно, что из одиннадцати россиян лауреатов Нобелевской премии семеро являются фиановцами.

Огромное влияние на развитие кафедры квантовой радиофизики оказало открытие и разработка в ФИАН Нобелевскими лауреатами Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым квантовых генераторов радио и оптического диапазонов. Это послужило основой для создания новых областей науки – квантовой электроники, лазерной физики, нелинейной оптики и спектроскопии.

Кафедра квантовой радиофизики готовит высококвалифицированных специалистов (экспериментаторов и теоретиков) для фундаментальных и прикладных исследований в области современной квантовой и нелинейной оптики, лазерной физики, спектроскопии и физики взаимодействия излучения с веществом, оптоэлектроники и нанофотоники. Студентами и аспирантами кафедры совместно с их научными руководителями в ФИАН проводятся исследования по приоритетным направлениям развития науки и инновационным технологиям (в том числе «Нанотехнологии»).

Высокая научная квалификация, полученная на кафедре квантовой радиофизики, позволила многим ее выпускникам стать признанными лидерами в различных областях оптики, спектроскопии и лазерной физики, а также занять ведущие позиции в ряде российских и зарубежных научных центров. Выпускники кафедры в ФИАНе составляют костяк отделения Оптики и ряда подразделений отделения Квантовой радиофизики и отделения Физики твердого тела; успешно работают в других научных центрах России, таких как институт Общей физики, институт Спектроскопии и др.

В 2010 году при активном участии сотрудников кафедры был образован новый физический институт – Российский квантовый центр (RQC). Сегодня Российский квантовый центр тесно связан с кафедрой: многие студенты, аспиранты и выпускники кафедры выполняют исследования в лабораториях RQC, центр имеет совместные лаборатории с ФИАН.

Основные направления, по которым в настоящее время осуществляется подготовка специалистов на кафедре «Квантовая радиофизика»:

• Квантовая и нелинейная оптика
• Нанооптика, нанофотоника и микроскопия ближнего поля
• Квантовая информатика
• Лазерная физика и взаимодействие излучения с веществом
• Фемтосекундная оптика и спектроскопия
• Органическая фотоника и оптоэлектроника
• Оптика и спектроскопия твердого тела и поверхности
• Рентгеновская оптика и рентгеновская астрономия Солнца
• Физика ультрахолодных атомов, сложных и экзотических атомно-молекулярных систем
• Лазерное управление квантовыми системами со многими степенями свободы
• Современная прецизионная спектроскопия
• Создание сверхточных стандартов частоты и времени
• Разработка фото- и электролюминесцентных устройств нового поколения на основе наноструктур и органических комплексов
• Физика полупроводниковых гетероструктур и материалов (квантовых точек, квантовых ям и др.
• Компьютерное моделирование и экспериментальное исследование наноматериалов и наноустройств